基于GC和GC-MS技术检测山茶油掺伪

陈 沙，陈春燕，李 晴，贾 佳，朱作为，张文中

（江西省食品检验检测研究院，江西南昌 330001）

油茶（Camellia oleifera Abel）属山茶科（Theaceae）山茶属（Camellia L.）植物，油茶有很高的药用价值，油茶味苦，具有活血化瘀的功效，可以治疗肌肉损伤或者关节疼痛的病症。油茶的根具有清热解毒的作用，可以治疗上火引起的咽喉炎；除此之外，油茶可以起到快速止痒的作用；同时，油茶中含有茶多酚、咖啡碱等多种成分，可以增强人体免疫力。现代医学研究发现，油茶的功效和作用可以降低人体内的胆固醇，对心肌梗塞有抑制作用。其次茶多酚可以清除人体内过多的自由基，抑制和杀灭病原菌，油茶中的分子可以降低夏季易发生的肠炎，保护肠胃健康，油茶中有大量的微量元素，可以有效抑制癌细胞生长。其种子含油30%以上，可供食用及润发、调药，可制蜡烛和肥皂，也可作机油的代用品。油茶与油棕、油橄榄和椰子并称为世界四大木本食用油料植物[1-3]。研究表明，油茶皂素还有抑菌和抗氧化作用。山茶油中脂肪酸类的生理活性物质具有抑制脂肪类过度氧化、降低血糖血脂、抑制肥胖、预防关节炎等功能[4-8]。因而，加强对茶油脂肪酸组成及其营养保健功能研究，对开发我国食用保健油资源有着非常重要的意义。

因山茶油的营养价值很高，且在市场上的售价也较高，为此市场上出现了不少掺入花生油、玉米油、菜籽油等低值食用油的掺假山茶油，李桂仙等[9]利用气相色谱分析法检测不同品种食用油中的脂肪酸组成来鉴别食用油的真伪，因此根据不同脂肪酸的差异来鉴别不同植物油的差异具有可行性，所以当一种植物油中加入其他植物油时，脂肪酸组成会发生明显的变化，利用气相色谱和气相色谱串联质谱法对植物油中的脂肪酸组成进行分析，再对照不同种类的脂肪酸组成成分表，可以清晰地检测出脂肪酸含量的变化。本文以市售山茶油、花生油、玉米油、菜籽油4种植物油为研究对象，分析了4种植物油的脂肪酸组成，并根据脂肪酸含量的变化对山茶油掺入其他植物油进行检测，方法准确度好，灵敏度高。本研究可为各级市场监管部门提供实践依据，为山茶油的真伪提供技术借鉴，有利于山茶油及其植物油市场的规范化。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

山茶油1号，江西绿海油脂实业有限公司；玉米油2号、低芥酸菜籽油3号，江西益海嘉里金龙鱼有限公司；花生油4号，山东鲁花集团；甲醇、正己烷、乙酸甲酯均为进口分析纯；甲醇钠（分析纯，西陇科学股份有限公司）；NY针头式过滤器（WondaDisc Ⅱ，SHIMADZU-GL）。

1.2 仪器与设备

7890B气相色谱仪（美国安捷伦公司）；气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司 Milli-Q超纯水处理系统（美国Millipore）；电子天平（QUINTIX213-1CN，赛多利斯科学仪器有限公司）；振荡器（MMV-1000W，上海爱朗仪器有限公司）；磁力搅拌器（RCT basic，IKA）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品制备

玉米油、花生油、菜籽油分別以占混合油5%、10%、20%、40%的比例与山茶油进行混合，模拟掺假油进行试验。

1.3.2 甲酯化方法

称取0.04 g食用植物油，加入2 mL正己烷，0.1 mL 2.7%甲醇钠-甲醇溶液，涡旋混合后，静置30 min，加入 0.05 mL乙酸甲酯溶液，涡旋混合，静置10 min后过膜上GC和GC-MS测定。

1.3.3 仪器分析条件

（1）GC仪器条件。色谱柱：SP-100（100 m×0.22 mm× 0.25 µm）；载气：氮气，流速0.7 mL/min；进样口温度：270 ℃；程序升温：初始柱温90 ℃，保持1 min；以10 ℃/min升温至220 ℃,保持1 min；再以5 ℃/min升温至280 ℃，保持2 min。载气：高纯氦(纯度＞99.999%）；流速： 1.0 mL/min；进样方式：不分流进样；进样量：1 µL；检测器：FID；温度：280 ℃。

（2）GC-MS仪器条件。色谱柱：SP-100（100 m×0.22 mm× 0.25 µm）；载气：氮气，流速0.7 mL/min；进样口温度：260 ℃；程序升温：初始柱温90 ℃，保持1 min；以10 ℃/min 升温至220 ℃,保持1 min；再以5 ℃/min升温至280 ℃，保持2 min。载气：高纯氦（纯度＞99.999%）,流速： 1.0 mL/min；进样方式：不分流进样；进样量：1 µL；质谱接口温度250 ℃；离子源温度230 ℃；电离方式：EI，溶剂延迟3.5 min。

1.4 数据处理

所有试验均重复6次，结果表示为平均值±相对标准偏差，采用单因素方差分析对数据进行统计分析，使用的软件为IBM SPSS Statistics 22（International Business Machines Corporation），通过F检验验证样品的均匀性[10]。

2 结果与分析

2.1 4种植物油的脂肪酸含量分析

将山茶油、菜籽油、花生油和玉米油经1.3.2的步骤甲酯化后，经1.3.3法进行仪器检测，发现试验所测的4种植物油均符合相应的食品安全国家标准《油茶籽油》（GB/T 11765—2018）[11]、《菜 籽 油》（GB 1536—2004）[12]、《花生油》（GB/T 1534—2017）[13]和《玉米油》（GB/T 19111—2017）[14]中规定的相应脂肪酸含量。表1为4种植物油的国标中规定的主要脂肪酸含量，表2为试验样品测得4种植物油的脂肪酸含量。

表1 国标中规定的4种植物油主要脂肪酸含量比表

表2 GC法测得4种植物油中主要脂肪酸含量

由表1和表2可知，4种不同品类植物油1号、2号、3号和4号均能达到国标中规定的脂肪酸含量，均为合格油品，用做试验原料所测的结果具有参考意义。且不饱和脂肪酸油酸、亚油酸和饱和脂肪酸硬脂酸、棕榈酸为几种植物油的主要脂肪酸，几种油的不饱和脂肪酸棕榈酸和硬脂酸的含量之间差异较小。国标中山茶油的亚油酸含量为6.8%，远低于其他3种植物油，而1号山茶油样品中的不饱和脂肪酸油酸含量高达79.3%，远高于其他3种植物油的油酸含量，甚至是玉米油油酸含量的2倍（玉米油、低芥酸菜籽油和花生油的油酸含量为34.5%、66.3%和50.3%）。油酸具有降低血脂水平，预防心血管疾病，降低血糖，抑制肥胖等功能[15]，其含量直接影响到山茶油的品质。

2.2 山茶油混入其他3种植物油的脂肪酸含量分析

将2号玉米油、3号低芥酸菜籽油和4号花生油分别按5%、10%、20%、40%的比例与1号山茶油进行混合后，按1.3.2的步骤进行脂肪酸甲酯化后，经1.3.3进行仪器检测。由表2可知，4种植物油中，棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸的含量比其他脂肪酸含量高，因此在试验过程中采用以上4种脂肪酸作为考察山茶油含量的指标，结果见图1、图2和图3。

图1 掺入玉米油的山茶油脂肪酸变化规律

由图1、图2和图3可知，随着掺入玉米油比例的上升，山茶油中油酸含量在逐渐减少，当添加量为40%时，山茶油中油酸含量仅为54.3%，掺入花生油和菜籽油的3种掺混油中，油酸含量也均由原先的79.3%降至54.3%。其他3种脂肪酸棕榈酸、硬脂酸和亚油酸的含量则随着掺混其他植物油的比例上升而增加，因此利用油酸、亚油酸、棕榈酸和亚油酸这4种脂肪酸含量的变化作为掺假参数进行分析和鉴定具有可行性。

2.3 GC-MS法线性回归方程的验证与建立

图1、图2和图3结果表明，纯的茶油与掺混油之间脂肪酸含量存在明显的差异，可以根据脂肪酸含量的差异来区分纯油与掺混油，但是却无法判断掺混的比例，油酸作为山茶油中含量最高的脂防酸，与其他植物油具有较大差异，掺混之后含量发生了明显的变化[9]，根据油品中油酸含量与不同比例掺混油中的油酸含量建立的线性回归方程，采用5%、10%、20%和40%4种不同比例掺混油中油酸含量带入所建立的回归方程。所得的油酸含量值与实际油酸比值的百分率来显示计算方法的准确率与方程的符合率。结果见 表3。

图2 掺入花生油的山茶油脂肪酸变化规律

图3 掺入低芥酸菜籽油的山茶油脂肪酸变化规律

表3 GC-MS法测得混合油品中油酸含量的回归方程及方法准确度

由表3可知，GC-MS法测得的混合油品中油酸的回收率在94.7%～102.2%，符合率在92.1%～99.1%，说明所得的方程是一个可以鉴別山茶油中掺混其他植物油种类以及掺混比例的有效模型。除油酸含量与掺混比例的线性方程外，还可以根据其他3种主要的脂肪酸含量建立回归方程进行分析，对于含量较低的脂肪酸组分还可采用气相色谱质谱仪进行确证，所建立的回归方程也可以很好地揭示掺混比例与脂肪酸含量的线性关系，说明这4种主要脂肪酸含量是鉴别山茶油掺伪的特征组分，对于山茶油掺混的鉴別与掺假比例的鉴定有很好的借鉴作用。但是本方法只能对山茶油中混入其他一种植物油进行真假鉴别，对于混入两种或者两种以上的掺混油品的鉴定方法则需进一步研究确证。

3 结论与讨论

山茶油作为一种营养价值很好的植物油，因其具有很高的油酸含量，享有“东方橄榄油”的美称[16]。而利用GC和GC-MS技术用于检测植物油中脂肪酸的组成是一种非常准确的定量和定性方法，已有试验结果表明GC法检测山茶油、花生、玉米油和菜籽油等油中脂肪酸组成具有良好的准确性[17-18]。本试验根据植物油的脂肪酸组成不同对不同的植物油进行分析，再对照食品安全国家标准，即可根据所检测植物油中的4种主要的脂肪酸包括油酸、棕榈酸、亚油酸以及硬脂酸的含量，即可对植物油的种类进行区分，因各个植物油的这几种脂肪酸含量存在较大的差异，尤其是山茶油作为一种油酸含量较高的植物油，含量远超过其他3种植物油。同时GC-MS回归方程的建立也为之后对山茶油中掺混其他种植物油的检测奠定了基础，同时符合率高达92%以上，说明所拟合的方程是具有意义的，可以较为准确的对山茶油的掺混油种类进行鉴定并分析掺混比例。本方法操作简便，灵敏度好，准确度高，对于山茶油中混入其他植物油的鉴别具有重要意义。